[发明专利]一种利用伺服电机实现步进电机功能的方法

权利要求书

1.一种利用伺服电机实现步进电机功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，根据所需步进电机功能的a_max、J、θ和f，通过公式，确定选用的伺服电机的T_max、ω_max和f_max，且步进频率f应满足公式(3)：

T_max＝J×a_max (1)

其中：T_max：所选伺服电机的最大扭矩，量纲Nm；

J:所需步进电机转子及负载的转动惯量，量纲kg·m²；

a_max:所选伺服电机的最大角加速度，量纲rad/s²；

θ：所需步进电机的步距角，量纲rad；

ω_max：所选伺服电机的最大角速度，量纲rad/s；

f：所需步进电机需要的步进频率，量纲Hz；

f_max：所选伺服电机能实现的最大步进频率，量纲Hz；

其次，所选伺服电机配合的功率放大器，功率放大器的最大驱动电压U_max和最大驱动电流I_max与所选伺服电机匹配，

设伺服电机的力矩系数为K_t，伺服电机的最大角速度ω_max对应的伺服电机最大电压为U_max，则所需的功率放大器的最大驱动电压为U_max，则所需的功率放大器的最大驱动电流I_max根据公式(4)确定，(4)如下：

I_max＝T_max/K_t (4)

最后，根据输入的步距角θ和步进频率f，确定指定角度θ_C，一方面由指令角度θ_C和反馈的所需步进电机的步距角θ的差值形成位置闭环控制，另一方面，同时由θ_C形成角速度和角加速度的前馈控制量，将所述前馈控制量叠加在速率环的输入端，使得选择伺服电机的实际步进曲线与所需步进电机的步进曲线误差最小。